道路橋梁沉降段路基路面施工技術(shù)分析

摘要：文章分析了道路橋梁沉降段的成因及處理方法，研究了沉降段的路基路面施工技術(shù)，并從路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、搭板施工、土工格柵施工及橋臺(tái)填筑施工等方面提出了施工建議，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;沉降;施工技術(shù);探討

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)的公路總里程數(shù)已躍居全球第一。隨著大量道路橋梁投入使用，路橋過(guò)渡段沉降引起的相關(guān)問(wèn)題越來(lái)越多。研究分析表明，造成路基沉降的原因較多，如軟土路基處理不當(dāng)，路基壓實(shí)度不足等。

路基沉降的問(wèn)題不僅對(duì)道路橋梁建成后的工程質(zhì)量和行車(chē)安全造成影響，在路面施工時(shí)對(duì)施工也有顯著影響。關(guān)于路基沉降，目前國(guó)內(nèi)外的研究大多關(guān)注沉降的原因和沉降的處理方法，而關(guān)于沉降段的路面施工工藝卻很少展開(kāi)系統(tǒng)性的研究和討論。因此，本文對(duì)道路橋梁路基沉降段的路基路面施工工藝展開(kāi)研究和分析，就如何提高道路橋梁的施工質(zhì)量進(jìn)行探討。

1 道路橋梁過(guò)渡段路基路面沉降起因、危害及處理方法分析

道路橋梁的路基路面沉降具有多方面的影響因素，如軟土路基處理不當(dāng)，路基壓實(shí)度不足等。道路橋梁的路基路面沉降具有較大的危害，輕則會(huì)造成道路駕駛安全性降低，重則會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的工程質(zhì)量問(wèn)題，造成嚴(yán)重的人員和財(cái)產(chǎn)損失。

1.1 道路橋梁過(guò)渡段路基路面沉降產(chǎn)生原因分析

造成道路橋梁工程路基路面沉降的原因是多方面的。如橋臺(tái)附近材料不一致、因剛度與強(qiáng)度差異而導(dǎo)致的不均勻沉降、壓實(shí)度不足及雨水滲漏浸泡導(dǎo)致路基軟化等。同時(shí)對(duì)于路基沉降的類型也有多種分類。一般而言，路基路面的沉降是由于路基處于軟弱的飽和軟土層，軟土層處于地下水位線以下時(shí)就會(huì)發(fā)生滲透固結(jié)和次固結(jié)沉降。這兩種類型的沉降發(fā)生在一個(gè)較長(zhǎng)的周期內(nèi)的緩慢過(guò)程中，在飽水軟土層的處理方面，如果在施工過(guò)程中沒(méi)有對(duì)路基進(jìn)行強(qiáng)化排水或者長(zhǎng)時(shí)間的超載預(yù)壓處理，就會(huì)造成道路投入使用后在車(chē)輛荷載及自身固結(jié)反應(yīng)的作用下產(chǎn)生自然而緩慢的沉降。這主要是由于對(duì)飽和軟土層而言，一般的壓實(shí)方法其荷載都會(huì)被軟土層中的飽和孔隙水吸收和消散，外部荷載并未使得軟土路基因壓實(shí)而固結(jié)。對(duì)于軟土路基的判別如表1所示。

另外，通過(guò)大量的工程實(shí)例調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在橋臺(tái)和路面接觸地帶也經(jīng)常容易發(fā)生路基路面沉降的問(wèn)題。研究表明，這類路基路面的沉降大多是因?yàn)閴簩?shí)度不足造成的。進(jìn)一步分析成因，主要是由于在路面和橋臺(tái)接頭處的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際施工不匹配問(wèn)題。施工單位在進(jìn)行施工時(shí)，壓實(shí)機(jī)械設(shè)備沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而通車(chē)之后使橋臺(tái)處長(zhǎng)期處在車(chē)輛沖擊荷載的作用下便會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。

1.2 道路橋梁過(guò)渡段路基、路面沉降的危害

關(guān)于道路橋梁路基路面沉降的危害在生活中經(jīng)常可見(jiàn)，最為常見(jiàn)的就是路基的不均勻沉降會(huì)造成路面的開(kāi)裂、塌陷以及隆起等現(xiàn)象。這些問(wèn)題輕則會(huì)對(duì)道路的使用功能和車(chē)輛的駕駛體驗(yàn)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及路經(jīng)車(chē)輛和行人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。而橋臺(tái)和路基搭接處的沉降則會(huì)造成嚴(yán)重的跳車(chē)問(wèn)題，對(duì)橋梁的主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的沖擊荷載，久而久之使得橋梁產(chǎn)生次生裂縫甚至危及主體結(jié)構(gòu)安全。

1.3 道路橋梁過(guò)渡段路基沉降的常用處理方法

目前我國(guó)的道路橋梁工程中關(guān)于路基沉降的處理方法也有很多，最為常用的方法有：軟土置換法、強(qiáng)夯法、水泥攪拌樁法、碎石樁法以及反壓護(hù)道法等。通過(guò)不同的方法處理之后，路基的承載力和沉降參考值歸納如表2所示。

關(guān)于橋頭路基施工方法目前最為常用的方法有：注漿加固法、換填法、搭板路基施工等。這些處理方法的主要原理就是通過(guò)提高橋頭路基的整體剛度，防止在橋頭出現(xiàn)由于兩邊剛度不同而發(fā)生沉降。在這些方法當(dāng)中搭板法是常見(jiàn)的使用方法。

2 道路橋梁沉降段路基路面施工的建議

根據(jù)對(duì)道路橋梁路基路面的沉降原因和沉降類型進(jìn)行分析的結(jié)果，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究成果及個(gè)人的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)就如何進(jìn)行道路橋梁沉降段路基路面施工提出以下四點(diǎn)建議。

2.1 合理優(yōu)化道路橋梁路基路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式

只有結(jié)構(gòu)形式科學(xué)合理才能夠保證道路橋梁在沉降段的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐久性滿足規(guī)范要求。對(duì)于道路橋梁沉降段的路基路面，宜優(yōu)先在設(shè)計(jì)階段對(duì)路基路面的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化。若在施工階段發(fā)現(xiàn)路基沉降和設(shè)計(jì)文件不相符時(shí)可提出設(shè)計(jì)變更要求。在設(shè)計(jì)階段需要根據(jù)沉降分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證結(jié)構(gòu)的整體合理性。針對(duì)這類路基沉降的問(wèn)題需要對(duì)接頭處的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使得橋臺(tái)和路基具有相同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，如圖1所示。

2.2 搭板施工

對(duì)道路橋梁沉降段的路基路面施工采用搭板施工也是常用的方法之一。對(duì)于搭板的長(zhǎng)度并沒(méi)有規(guī)范進(jìn)行明確的規(guī)定和說(shuō)明，在目前的沉降段路基路面施工當(dāng)中大多采用的是經(jīng)驗(yàn)法，即根據(jù)施工單位和工人的經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際的工程情況進(jìn)行搭板施工。對(duì)于搭板施工方法而言，目前最為常用的方法為過(guò)渡搭板法和平行過(guò)渡搭板法。

2.2.1 過(guò)渡搭板法

過(guò)渡搭板法是在過(guò)渡段路堤填料上澆筑鋼筋混凝土厚板，并使一端支撐在剛性基礎(chǔ)（橋臺(tái)）上，利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度起到支撐過(guò)渡作用。如圖2所示，在橋臺(tái)背后建造一個(gè)小橋臺(tái)（亦可不設(shè)），并在大、小橋臺(tái)之間設(shè)過(guò)渡搭板的方式形成過(guò)渡。

2.2.2 平行過(guò)渡搭板法

平行過(guò)渡搭板法是將搭板與面層頂面平行，搭板頂面標(biāo)高可以與橋面面層底標(biāo)高相同，或與正常路段基層頂面標(biāo)高相同。

2.3 土工格柵施工

土工格柵技術(shù)大多被運(yùn)用在路堤沉降段的施工當(dāng)中。在路堤當(dāng)中設(shè)置土工格柵可以提高路基的抗剪強(qiáng)度，進(jìn)而提升路堤的整體穩(wěn)定性，防止路基沉降繼續(xù)擴(kuò)大。

2.4 加強(qiáng)橋臺(tái)填筑施工管理

目前，橋臺(tái)處軟土路基的沉降處理未能引起足夠的重視，而通過(guò)上文的分析可以發(fā)現(xiàn)造成道路橋梁路基路面沉降的原因是多方面的。對(duì)橋臺(tái)的軟土路基沉降的處理方法目前較為常用的有：水泥粉噴樁地基法、臺(tái)背回填法、深層攪拌法等。在工程施工當(dāng)中需要根據(jù)實(shí)際工程情況，并結(jié)合工程經(jīng)濟(jì)情況選擇合適的加固處理方法。

對(duì)于道路和橋臺(tái)接頭處的路基沉降，除軟土路基沉降這一原因之外，其根本原因在于受到沉降段路面路基固結(jié)沉降與次固結(jié)沉降的影響。當(dāng)橋臺(tái)沉降無(wú)法采取傳統(tǒng)的施工方法進(jìn)行加固時(shí)，還可以采用新型的具有壓縮性的輕型泡沫混凝土進(jìn)行填充加固。

采用新型的填充材料對(duì)道路橋梁的路基進(jìn)行填充加固，可以均勻分散路面的車(chē)輛荷載，有效控制路基的沉降。同時(shí)，這種材料由于具有質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)橋臺(tái)的影響也較小，是較為理想的填充加固材料。在施工時(shí)需要注意對(duì)這種路基路面填筑材料物理性能指標(biāo)的控制和選擇，只有選擇和道路橋梁路基路面結(jié)構(gòu)形式相同的材料進(jìn)行填筑，才能夠確保形成有機(jī)的整體，防止跳車(chē)情況的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

公路工程中每年因道路橋梁沉降段都產(chǎn)生大量的維護(hù)費(fèi)用，更有甚者，因此類問(wèn)題造成一些人員和財(cái)產(chǎn)的損失。本文研究發(fā)現(xiàn)造成路基路面沉降的原因是多種多樣的，對(duì)于道路橋梁沉降段路基路面的施工和處理需要根據(jù)沉降的類型和方法進(jìn)行針對(duì)性的處理。本文根據(jù)對(duì)沉降產(chǎn)生和分類的分析結(jié)果，提出了合理設(shè)計(jì)道路橋梁路基路面結(jié)構(gòu)形式、搭板施工、土工格柵施工以及加強(qiáng)橋臺(tái)填筑施工等建議，以供參考。

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作者簡(jiǎn)介：劉宏昌（1985—），工程師，從事高速公路建設(shè)管理工作。